Una ilustración muestra un exoplaneta en órbita alrededor de su estrella.(Crédito de la imagen: Robert Lea (creado con Canva))
Los científicos han utilizado los datos del telescopio espacial retirado de la NASA ‘Kepler’, dedicado a la caza de planetas, para descubrir que los mundos pequeños y grandes tienen crianzas muy diferentes. El equipo descubrió que los planetas más grandes en órbitas no circulares tienen más probabilidades de haber crecido en sistemas de origen más turbulentos.
Para llegar a esta conclusión, el equipo estudió las órbitas de miles de planetas extrasolares, o «exoplanetas». El equipo, formado por investigadores de la Universidad de California en Los Ángeles (UCLA), midió las órbitas de exoplanetas cuya masa oscilaba entre la de Júpiter y la de Marte. Los planetas más pequeños, según se reveló, tendían a tener órbitas casi circulares, mientras que los planetas gigantes más grandes tienen órbitas aplanadas, o elípticas. Este hallazgo habría sido importante por sí solo, pero como los científicos pueden saber mucho sobre un planeta a partir de su órbita, el descubrimiento también revela información sobre cómo se forman los planetas de distintos tamaños.
«Lo que descubrimos es que justo alrededor del tamaño de Neptuno, los planetas pasan de estar casi siempre en órbitas circulares a tener muy a menudo órbitas elípticas», dijo en un comunicado Gregory Gilbert, líder del equipo e investigador de la UCLA.
Los grandes planetas excéntricos tienen crianzas caóticas
Durante su vida operativa entre 2009 y 2018, Kepler observó alrededor de 150.000 estrellas, buscando las diminutas caídas de luz causadas cuando un planeta cruza, o «transita», la cara de su estrella, vista desde nuestra perspectiva en el cosmos.Utilizando esta técnica, y recopilando las curvas de luz de estas estrellas, Kepler descubrió miles de exoplanetas. El equipo de la UCLA analizó 1.600 de estas curvas de luz para extraer información sobre las órbitas de algunos planetas. Este proceso requirió mucho cuidado, el desarrollo de un kit de herramientas de visualización personalizado y la inspección manual de cada curva de luz por parte de Paige Entrica, estudiante de la UCLA.
«Si las estrellas se comportaran como aburridas bombillas, este proyecto habría sido 10 veces más fácil», afirma Erik Petigura, miembro del equipo y profesor de física y astronomía de la UCLA. «Pero el hecho es que cada estrella y su colección de planetas tiene sus propias peculiaridades individuales, y fue sólo después de poner los ojos en cada una de estas curvas de luz que confiamos en nuestros resultados.»
</p><p>Este meticuloso análisis reveló la división entre planetas con órbitas circulares y aquellos con órbitas más excéntricas.</p><p>Parecía haber una abundancia de planetas pequeños sobre los grandes y una tendencia a la formación de planetas gigantes alrededor de estrellas enriquecidas en elementos más pesados que el hidrógeno y el helio, como el oxígeno, el carbono y el hierro, que los astrónomos denominan colectivamente «metales.»</p><h2></h2><p>«Los planetas pequeños son comunes; los grandes, raros. Los planetas grandes necesitan estrellas ricas en metales para formarse; los planetas pequeños no», explicó Gilbert. «Los planetas pequeños tienen excentricidades bajas, y los planetas grandes tienen excentricidades grandes».</p><p>La observación de una correlación entre la excentricidad de las órbitas planetarias y la abundancia de metales indicó al equipo que existen dos vías de formación de planetas, una seguida por planetas grandes y otra por planetas pequeños.</p><p>«Ver una transición en las excentricidades de las órbitas en este mismo punto nos dice que realmente hay algo muy diferente en cómo se forman estos planetas gigantes frente a cómo se forman los planetas pequeños como la Tierra», dijo Gilbert. «Ése es realmente el principal descubrimiento que se desprende de este trabajo».</p><p><img decoding=)
(Crédito de la imagen: Greg Gilbert/NASA)
Actualmente, los científicos teorizan que los planetas nacen en nubes de gas y polvo con forma de rosquilla llamadas «discos protoplanetarios.» Estos discos protoplanetarios rodean estrellas nacientes y dan lugar a mundos a medida que fragmentos cada vez más grandes dentro de los discos se encuentran y se fusionan.
Este proceso podría formar un planeta terrestre del tamaño y la masa de la Tierra, pero si se forma un núcleo planetario de unas 10 veces la masa de nuestro planeta, puede acumular gas y crear un gigante gaseoso como Júpiter o Saturno.
Se cree que los planetas de mayor tamaño que Neptuno son bastante raros, ya que se necesita una rápida «acreción de masa desbocada» para acumular una cantidad masiva de gas. Esto ocurre con más frecuencia alrededor de estrellas enriquecidas en metales.
Los científicos sugieren que es probable que los grandes planetas con órbitas excéntricas experimenten procesos de formación más caóticos al interactuar gravitatoriamente con sus planetas hermanos y encontrarse en órbitas no circulares. Estos planetas «agitan» sus sistemas planetarios, provocando más turbulencias. Esto da lugar a colisiones y fusiones entre planetas mayores que la Tierra, creando más planetas grandes.
«Es notable lo que hemos podido aprender sobre las órbitas de planetas alrededor de otras estrellas utilizando el telescopio espacial Kepler», dijo Petigura. «El telescopio lleva el nombre de Johannes Kepler, quien, hace cuatro siglos, fue el primer científico en apreciar que los planetas de nuestro sistema solar se mueven en órbitas ligeramente elípticas en lugar de circulares. Su descubrimiento fue un momento importante en la historia de la humanidad, ya que demostró que el Sol, y no la Tierra, se encontraba en el centro del sistema solar». “Estoy seguro de que Kepler, el hombre, estaría encantado de saber que un telescopio bautizado en su honor midió las sutiles formas de las órbitas de planetas del tamaño de la Tierra alrededor de otras estrellas”. La investigación del equipo se publicó el 13 de marzo en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences.
